從生物學的角度來看，這相當於一位 80 歲的老婦人產子：由於基因突變，科琳·墨菲的蠕蟲直到生命盡頭仍然具有生育能力併產卵。蠕蟲的驚人表現進一步證實了以下證據：控制生殖的生物鐘與賦予我們傳統七十歲壽命的生物鐘是分開的。
在 一項新的研究中，普林斯頓大學的分子生物學家墨菲表明，在秀麗隱杆線蟲（一種一毫米的線蟲，通常用作實驗室衰老研究的模型）中，長壽的身體或體細胞啟用的基因通路與長壽的卵細胞或卵母細胞中發現的基因通路完全不同。墨菲於 12 月 5 日在丹佛舉行的美國細胞生物學學會上介紹了她的研究成果。
“人類衰老的研究人員一直有興趣研究體細胞衰老，他們也有興趣研究年齡對生育能力的影響，但總的來說，沒有人試圖將這兩條研究線索聯絡在一起，”華盛頓州立大學普爾曼分校的生殖生物學家特里·哈索爾德說，他沒有參與這項研究。“這是墨菲工作的一個極其重要的方面，因為它將幫助我們這些研究人類生殖的人以不同的方式思考這個問題。”
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長期以來，長壽研究人員一直求助於秀麗隱杆線蟲來了解更多關於人類衰老過程的資訊。儘管這種 959 個細胞的線蟲看起來與人類沒有什麼共同之處，但許多基因通路在進化過程中得到了保留。因此，許多調節各種過程的基因和蛋白質在秀麗隱杆線蟲、小鼠（另一種動物模型）和人類中幾乎相同。它們的生殖週期也很相似。中年女性和秀麗隱杆線蟲（壽命為兩到三週）通常在生命中期很少表現出明顯的衰老跡象。然而，女性和蠕蟲的卵母細胞衰老得更快，有效地結束了生命後半段的繁殖能力，這在動物王國中是一個相對獨特的現象。
秀麗隱杆線蟲中的大多數突變會影響壽命和生殖，這使得科學家們認為，體細胞和女性生殖細胞是按照相同的時鐘衰老的。但在墨菲的蠕蟲中，一種稱為轉化生長因子β (TGF-β) 的基因突變使得它們在死前都能產生高質量的卵子。
在完成博士後研究期間，墨菲開始研究秀麗隱杆線蟲的突變體，它們的壽命和繁殖能力是正常蠕蟲的兩倍。這些長壽蠕蟲的突變降低了一種稱為胰島素樣生長因子 1 (IGF-1) 的蛋白質的產生，這種蛋白質有助於驅動細胞生長和分裂。墨菲研究的 TGF-β 突變體比野生型（非突變型）蠕蟲繁殖的時間長得多，但與 IGF-1 突變體不同，它們的實際壽命並沒有延長。它們的卵母細胞可能很年輕，但它們的身體卻衰弱了。
“蠕蟲和人類一樣，必須身體狀況良好才能成功懷孕和生育。如果它們的身體狀況不夠好，那麼它們會在試圖產卵或分娩時死亡，”墨菲說。“我認為人類生殖和生殖後壽命之間的相似之處比我們預期的要多。”
這些結果表明，不同的基因控制著秀麗隱杆線蟲的壽命和繁殖時間的長短。在她最新的工作中，墨菲想知道生殖和壽命是同一整體基因通路的兩個方面還是完全獨立的實體。為了回答這個問題，墨菲追蹤了 秀麗隱杆線蟲 IGF-1 和 TGF-β 突變體以及野生型蠕蟲的卵母細胞和體細胞中哪些基因在一段時間內被啟用和關閉。
墨菲發現，在衰老的野生型秀麗隱杆線蟲中看到的正常基因啟用模式在 IGF-1 突變體的體細胞和卵母細胞中被逆轉。在 TGF-β 突變體的卵母細胞中，基因啟用也被逆轉。由於基因幫助它們在更長的時間內產生更高質量的卵子，TGF-β 突變體的繁殖時間是對照蠕蟲的兩倍。然而，當墨菲比較同一蠕蟲的卵母細胞和體細胞中關閉和開啟的基因時，她發現兩組完全不同的基因控制著秀麗隱杆線蟲的卵母細胞和體細胞的衰老。那些幫助體細胞活得更長、衰老得更慢的基因維持了細胞膜和蛋白質的質量。然而，與卵母細胞長壽相關的基因則保留了染色體和 DNA 的完整性。
“TGF-β 透過更好地維護它們的 DNA、染色體和染色質結構（所有這些都與細胞的 DNA 成分有關）來延長生殖時間。這與我們看到的調節體細胞衰老的基因通路完全不重疊，”墨菲說。維護蛋白質和細胞膜質量的基因有助於驅動體細胞的壽命，因為這些細胞的首要任務是保持現有功能，而不是產生大量新細胞。
“導致人類女性卵母細胞質量下降的原因是染色體異常，”哈索爾德說。“20 多歲的女性懷上染色體異常胚胎的可能性低於 5%。對於 40 多歲的女性來說，這種可能性可能高達 50%。” 他說，與人類一樣，秀麗隱杆線蟲的卵母細胞也會隨著衰老而出現染色體異常增加。
隨著越來越多的女性將生育年齡推遲到 30 多歲甚至更晚，瞭解卵母細胞如何衰老對於幫助女性擁有健康的寶寶至關重要。但墨菲工作的重要性不僅限於生育和分娩。墨菲說，通過了解不同細胞如何衰老，研究人員有一天不僅可以延長生殖時間，還可以延長壽命和器官功能。